JPS58198181A

JPS58198181A - 直流モ−タ

Info

Publication number: JPS58198181A
Application number: JP57081799A
Authority: JP
Inventors: Makoto Goto; 誠後藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1982-05-15
Filing date: 1982-05-15
Publication date: 1983-11-18
Also published as: JPH0239196B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は直流モータに関するものであり％待に、電源か
ら供給される電力を効率良く利用するよう　。

にしたものである。

従来、たとえば直流モータに速度制御を施こす場合など
では、出力電圧の一定な直流を源からトランジスタ等を
用いて減圧・制御し、モータの速度に対応した駆動電圧
をコイ１％’に供給していた。

この様な構成では、直流電源の供給電力はコイｐでの有
効消費電力とＦフンジスタのコレクタ損失の和となる。

通常の直流壁−夕においては、電源の供給電力に対する
有効消費電力の比（電力効率）は小さく、１（）−！１
０％程度であった。特に、速度可変範囲の広い多段速度
切換えができる直流篭−夕や。

駆動力の可変範囲の広い巻取用の直流篭−夕では、低速
度動作時や低駆動力動作時の効率が著しく悪くなってい
た。

そのような欠点を解消するために、本出願人祉持顧昭５
４−１７３７５において、可変出力の直流電圧をと、９
出すことのできるスイッチング方式の電圧変換器を使用
した電力効率の良い直流モータについて、電子整流子形
（プツシレス形）の直流モータ２例にとって説明してい
る。ところで、この様な構成の直流モータにおいては、
電圧変換器のスイッチングトランジスタを介してフィル
に電流を供給している。いま、速度制御を施こす場合を
考えると、モータの起動・加速段階では、前記電圧変換
器の出力電圧が大きくなりコイルに大電流を供給する必
要があり、［圧変換器のスイッチングトランジスタも大
電流を供給するためにオン時のベース電流を大きくしな
ければならない、一方、所定速度にて制御されている状
態（定速回転制御状！りにおいて、電圧変換器の出力電
圧は負荷トμりと逆起電圧（モータの回転速度に比例）
に応動し九所要の値となＶ、コイルへの供給電流は起動
・加速時と比較すればかなｐ小さな値となる（−例にあ
げれば、起動特約２人で定速制御時２！ｌ０ＩＩＡ程度
となる）、従って、起動時の大電流時に必要とされるス
イッチングトランジスタのベース電流（オン時）に較べ
て、定速制御時に必要とされるベース電流（オン時）は
大幅に小さくなる。その結果、起動時の入電流通［（起
動トμりを大きくするために必要とされる）ｋ可能とす
るベース電流をスイッチングトランジスタに与えるよう
にするならば、定速回転時の小電流通電時において大幅
な電力損失を生じて好ましくない。

本発明は、そのような点を考慮し、電圧変換器の出力電
圧に応動してスイッチングトランジスタノオン時のベー
ス電流を増減することによって（スイッチングトランジ
スタはオン・オフ動作）定常状部（定速回転時等）のベ
ース電流損迭を小さくできる直流モータを提供すること
を目的とするものであ！１１．界磁手段と、複数相のコ
イＶと、目１ｊ記コイμへの電流路【切換え制御する分
配手段と、前記コイルと直流電源との間に挿入され前記
直ｆｋ、電源より可変出力の直流電圧を得るスイッチン
グ方式の電圧変換器と七具備し、前記電圧変橡潴はオン
・オフ動作するスイッチングトランジスタを含んで構成
され、前記スイッチングトランジスタヅ）オン１時のベ
ース電流を前記電圧変換器の出力電圧に応動して変化さ
せるように０１代することによって所期の目的を達成し
たものである。

以下、本発明を図示の実施例にもとづいて説明する。第
１図は本発明の一実施例１貴わす電気回路である。第１
図において、（１）は直流電源、（２）は界磁用のマグ
ネット、　（Ｘ）ｆ４Ｈｎはマグネット（砂の磁束と鎖
交する３相のコイＡ／１ｅｌｔｉ、モータ可動部（ロー
タ）の位竹に応じてコイル０月４１　ｆｉｌへの電流路
を切換える分配器、（７１Ｆｉモ一タ可動部の速度上検
出する速度検出器、（８）は直流電源α）よシ可変出力
の直流電圧ＶＭを得るスイッチング方式の電圧変換器で
あるｉ分配器（６）ｔ−たとえばプブＶコ主ユテータにて構成
すれば、モータ可動部はコイ＃　に（）　ｆｉｌ　（ｓ
ｌとなり、速度検出器（７）はコイルの回転速度を検出
する。また、分配器（６）をたとえばホール素子とトラ
ンジスタ群によって構成すれば、マグネット（２）がモ
ータ可動部となり、速度検出器（７）はマグネツ）　（
２）の回転速度を検出する。

速度＠吊器（７）は、たとえば周波数発電機と周期＋１
電圧変換器にて構成され、モータ可動部の速度が遅い時
には、その検出電圧Ｖｄは小さく、速度が所定速度近傍
およびそれ以上になると検出電圧Ｖｄは速度に応動して
変化し、速度が速くなると大きくなる。

速度検出器（７）の出力電圧Ｙｄは電圧変換器ｔ８１に
入力され、三角波発生器（１すの所定周波数（５０Ｋ）
１６度）の三角波信号とコンバレー＃　（１ｍにて比較
され、速度検出信号Ｖｄに対応したデユティにてトラン
ジスタＯＪをオン・オフ動作させる。トランジスタＱ３
がオンの時にはトランジスタａηはオフとなシ、スイッ
チングトランジスターのベース電流が零となＶ。

スイッチング）フンシスターはオフとなる。）フンシス
タａ３がオフの時には、定電流源−の電流１１および電
圧変換器ｍの出力電圧ｖＭに対応した電流ｉ１カＪｌ”
　イオード（１・、トヲンジスタαη、抵抗端α瞬から
なるカレントミラーに供給されｓ　ｉ、＋　ｔ、に対応
（比’＋５１１　）　Ｉ、た電流をトランジスタＯηの
コレクタ倶１より吸引する。トランジスタ（ｌηのコレ
クタ電流はスイッチングトランジスターのベース電流と
なＶ％スイッチングトランジスター七オンにする。すな
わち、スイッチングトランジスターは速度検出信号Ｖｄ
に対応したオン時間比率（デユティ）にてオン・オフ動
作し、オン時のベース電流は、電圧変換器（８）の出力
電圧ＶＭに応動して変化する。

スイッチングトランジスターがオンになると直流電源（
１）ノミ圧Ｖｓ（２０Ｖ）が出力され（Ｖｉ：ｌ：Ｖｓ
入　インダクタンス素子−を介してコンデンサ（２）お
よび分配器（８）に供給される。スイッチングトランジ
スターがオフになるとフフィホイールダイオード＠υが
導通１／　％インダクタンス素子（財）に蓄えられたエ
ネルギーを負荷側に供給する。その結果、ダイオードシ
υ、インダクタンス素子−、コンデンサ（２）にて平滑
され、を圧変換器（８）の出力電圧Ｖ、はスイッチング
トランジスタ翰のオン時間比率に対応した値（速度検出
信号Ｖｄに対応し念値）となる。

電圧変換器（８）の出力電圧ＶＭは分配器（８１を介し
てコイル（３）　＋４１　ｆｒ＋＋に供給され、コイｙ
への供給電力。

従ってモータの発生力を制御する。従って、速度検出＠
　［７）、電圧変換器（８）およびコイμ（萄１４＋　
＋５１によって速度制御ループが構成され、モータ可動
部は所定の速度にて回転制御される。

第１図に示した実施例では、電圧変換器（８）のスイッ
チングトランジスターのペース電流を電圧変換ｎ（８）
の出力電圧に応動して変化させているために、定速制御
状軸におけるペース電流損失が小さくなっている。これ
について説明すれば、モータの起動噛加速段階において
速度検出器（７）の出力Ｖｄは小さくなり、スイッチン
グトランジスターのオン時間比率が大きくな夛、電圧変
換器（８）の出力電圧ＶＭを大きくシ、コイル（１１４
１（ｉｆへの供給電流七人きくする。コイｙへの電流を
大きくするためには、スイッチングトフンジスＩ−のオ
ン時の通電電流（コレクタ電流）を大きくする必要があ
り、従って、そのベース電流七人きくする必要がある。

いま、コイルへの供給電流ｔ！Ａとし、スイッチングト
ランジスタのオン時での電流増幅度ｈｔ冨をｓＯと３る
と、そのベース電流として２Ａ／３０：Ｊ７１１Ａを供
給する必要がある。

ここで、定速制御状態におけるコイμへの供給［流が２
５０１１Ａ　（負荷トルクに対応）になるものとすると
、スイッチングトランジスターのオン時のペース□（流
としてｚｓａ７ｓｑ：ａｓ鶴Ａを必要とされるにすぎな
い、このとき、−動・加速時に必要とされ　　　　　′
るベース電流（６７１ｍＡ以上）ｋそのｔｔ流すものと
すれば、６７ｍＡ−＆３ｓｍＡ＝ＩＳＩＬ？ＩｍＡ＋２
）損失ＣＩ　１７１１ＡＸ２０Ｖ＝Ｌ１７Ｗ程度）を常
時生じざｔとになる。

本実施例では、電圧変換器（８）の出力電圧ＶＭに応じ
てスイッチングトランジスターのベース電流【変化させ
、起動・加速時では十分なベース電流（６７ｍＡ以上）
を供給すると共に、定速制御状軸において絋そのベース
電流上挙さくするようになしている。いま、　６７ｍＡ
２）半分まで小さくするものとすれば３ａ５ｍＡの損失
（３亀ｌ５ｓＡＸ２０Ｖ＝６７０＠Ａｉ１度）の軽減と
な５．６７ｍＡの３分のｉｔで小さくするものとすれば
、６７Ｘ２／３；　４ζ７１１Ａの損失（４表７１１Ａ
Ｘ２０Ｖ＝８９３飄Ｗ程度）の軽減となる。

なお、電圧変換器（８）の出力電圧ｖＭが零の状■より
モータの起動・加速を行なう場合には、スイッチングト
ランジスターの初期のベース電流は定電流源Ｑ５１に対
応するものとなり、出力電圧ＶＭが大きくなるにつれて
スイッチングトランジスタ翰のベース電流も大きくなっ
てゆく、すなわち、過渡的に正帰還が生じて電圧変換器
（８）の出力電圧ＶＭは大きくなる。

本実施例はモータの逆起電圧の小さな低速回転■Ｊ９１
１される直流モータに適している。

第２図は本発明の他の実施例を表わす電気回路図である
０本実施例では、第１図の実施例の電圧変換器（８）の
定電流源舖を抵抗−幻で置き換え、また。

コンバレーＪＩＱ２の入力端子の■、ｅを交換し、コン
パレータＯｚに応動するトランジスターのコレクタ四に
カレントミラー（ダイオード・ψ、トランジスタ０７）
、抵抗０１　ｉｌｌを接続したものである。さらに、電
圧変換器（８）の出力電圧ＶＭを抵抗（１４を介してト
ランジスタ瞥のエミッタ端子に接続し、トランジスタ（
ハ）のペース端子に速度検出器（））の出力Ｖｄを接続
し、そのコレクタ端子より出力電流を得て、カレントミ
ラーに供給している。

速度検出器（７）の出力電圧Ｖｄは、起動・加速段階（
速度が遅い状態）ではその電圧値が小さく（２■程度）
、所定速度にて定速制御状態ではその電圧値は大きくな
る（負荷ト〜りによって質動するが通さ９■程度で安定
する）、電圧変換器（ａｌｌの出力電圧ｖＭと速度検出
器（７）の出力電圧Ｖｄはトランジスタ瞥によって比較
され、ｖＭがＶｄよ５　’Ｖｏ＝（ｋ７Ｖ（ヘ−ス・エ
ミッタ間順方向電圧降下）以上大きい場合には、その差
電圧（ＶＭ−Ｖｄ−Ｖｏ　）を抵抗ｌ１４の抵抗値で割
った値の電流値１諺がトランジスターのコレクタより出
力される。その出力電流ｌ、は抵抗＠υを介する電流１
ｍと合成されてカレントミラー（ダイオード０・、トラ
ンジスタ（Ｉη、抵抗１ｔＩＳ０１に入力され。

トランジスターがオンのときに、ｉ、＋ｉ、ｆｒ：反転
増幅して出力し、スイッチングトランジスタ類のオン時
のベース電流となしている。

分配器（６）、速度検出器（７）および速度側５１１ｒ
ｖ−プの動作については、第１図の実施例と同様であり
説明を省略する。

この様な構成は、逆起電圧の大きな高速回転制御される
直流モータに適しており、特に、定速回転制御時におけ
るスイッチング）ランジスタ（イ）のベース電流損失を
さらに軽減するものである。これについて説明すれば、
電圧変換器（８）の出力電圧ＶＭは分配器（６１を介し
てコイル（３）（４）（６）に選択的に印加されるが、
各コイμには逆起電圧Ｅ１が発生し、コイμ゛ｄｔ流を
小さくする。従って、定速回転状軸におけるコイ〃電流
Ｉは１　”７７、　（ＶＭ−Ｅｌｌ　）　　　・＝−＝（１
）と衣わされる。いま、コイル抵抗をＲ＝１００．定速
回転時の逆起電圧をＥｍ＝９Ｖとすると、電圧変換器（
３）の出力電圧がＶＭ＝１１Ｖとかな９大きくなっても
、コイルへの供給電流はＩＩ−（１１−９）／１０：＝
２００ｓ＋Ａとかなり小さい、一方、定速制御状態にお
ける速度検出器（７１の出力電圧Ｖｄは約９ｖ程度（ｊ
Ｌ荷トルクに対応して変化し、負１１）〜りが大きくな
るとＶｄは小すくナル）テあり、従ッテ、ＶＭ−Ｖｄ−
ＶＤＷＩＩ−９−０７＝Ｌ３　Ｖと小さく、スイッチン
グトランジスタ類のベース直流は小さくなされている。

すなわち。

ベース電流の損失は小さい。

さらに、起動・加速時の大電流動作時には。

＝Ｉｉ検出器（７）の出力電圧Ｖｔは小さくなり（約２
ｖ程度）、差電圧（ＶｂｒＶｄ＝Ｖｍ）が大きくとれる
ために、スイッチング）ランジスターのオン時のベース
電流は重圧変換ｉ！ｉＩ　ｆａ＋の出力電圧ｖＭに応じ
た大きな値　　゛となり、スイッチングｒランシスタ翰
のコレタタミ流を大きくシ、十分にオン（飽和）状態に
する。

第３図に本発明のさらに他の実施例を表わす電気回路図
を示す６本案旅例では、第１図の実施例において分配器
（６）を電子的な構成にしくトランジスタを使用）、マ
グネット（乃が回転する構成となしている。これについ
て説明すれば、マグネット（匂の磁束を検知するホール
素子とその出方を整形する回路からなる位置検出器−と
、コイ／’　（３ｆ４１　ｔＩｌへの電流路を切換える
駆動トランジスター［４と、位置検出器（６）の出力に
応動してオンとなる駆動トランジスタ＋１２１４：ｌ　
Ｈｔ−選択する選択１１１Ｍと、選択器−に電流を供給
する電流供給器−によって分配器１８１　を構成してい
る。

選択器■はエミッタ側を共通接続されたトランジスタ＠
ｔ１１１俤壽によって構成され、各トランジスタ＠　Ｎ
　ＩＩ　（２）ベース側には位置検出器−の出力が印加
され、そのベース電圧の最も低いトランジスタが活性と
なり、エミッタ電流を立しクタ肯に分配する。トランジ
スタ［１１１１１１の各コレタタミ流はそれぞれ駆動ト
ランジスタ（６）−一の各ベース電流となり、選択器−
にて選定された（従って位置検出器僅幻の出力に対応し
た）駆動トランジスタがオン、他の駆動トランジスタは
オフとなる。マグネッＦ（熱の回転に伴ってオンとなる
駆動トランジスタは切換えられ、コイ〜（１１４＋　Ｉ
ＩＩへの電流路が移り変っていく。

電流供給器−は、定電流源−の電流１．と電圧変換器（
８）の出力電圧ｖＭに応動する電流１４が合成されてカ
レントミラー（ダイオード−、トランジスター、抵抗１
６＠に入力され１反転増幅されてシヲンジスタ岡−のカ
レン）ミラーを介して出力する。

１１ＬｆＩｔ、供給器−の出力電流は選択器−を介して
駆動トランジスターーーのベース電流となり１選択され
た駆動トランジスタをオン（飽和）状態となす。

電流供給源−の出力電流扛電圧変換器（８）の出力電圧
ＶＭに応動して変化し、起動・加速時（ＶＭが大きい）
にはその出力電流を大きくシ、定速回転時（ＶＭが小さ
い）には出力電流を小さくしている。

その結果、起動・加速時の大電流動作時にも駆動トラン
ジスタ■−Ｍをオンさせるのに十分なベース電流と供給
し、高速＠Ｊ転時には駆動トツンジスタ←２　（４１Ｉ
４４のベース電流を小さく（起動時の１／２〜１／４し
てベース電流による損失を小さくしている（駆動トラン
ジスタｆ４２ｔ４１ｔ４４はオン・オフ動作するｔなお
、コイ／ｌ１０）（４）（６）に並列に接続された抵抗
−１−とコンデンサｅｓｍＩ７１の値列回路は電流路の
切換えに伴うスパイク電圧を小さくしている。また、速
度検出器（））および電圧変換器（８）の構成および動
作は第１図の実施例と同様であり、説明を省略する。第
３図の実施例はモータの逆起電圧の小な低速回転制御さ
れる直流量−夕に適している。

第４図に本発明のさらに他の実施例を表わす電気回路図
を示す０本実施例では、第３図の実施例の電圧変換器（
８）の出力電圧ｖＭｔ−抵抗（１４１または抵抗Ｉを介
してトランジスターまたはトランジスタ（財）のエミッ
タ端子に接続し、トランジスターお２び−のベース端子
に速度検出器（７）の出力Ｖｄを接続し、そのコレクタ
側よりそれぞれ出力電流ｉＩｔたはｉ４を得るようにし
ている。その他の構成および動作は前述の第３図の実施
例と同様であり、説明を省略する。

第Ｓ図に本発明のさらに他の実施例を表わす電気回路図
を示す、第４図において、α）は直流電源、（匂は界磁
用のマグネツ）　、　（＠１４１　（Ｉｌは３相のコイ
μ、ｔｌｉｌ　ｌ′ｉ分配器、（］）は速度検出器、（
８）は電圧変換器。

（９）は動作検出制御器である０本例では、速度検出器
（７）の出力電圧ｖｄに対応した電流上駆動トランジス
タｆｆ１ｌ　ｆｆｌ　ＩＩによってコイＹ　（Ｘ）　Ｉ
４１　ｆｓ＋に供給すると共をこ、駆動ト“ヲンジスタ
ヴ５（７１−の通電時の動作電圧ｔ−動作検出制御器（
會）にて検出し、その動作電圧が能動領域内の所定の値
となるように電圧変換器（８）の出力電圧ＶＭを変化さ
せている。

これについて説明すれば、マグネツ）■（モータｉＪ　
ＩＣｌ３部）の速度を速度検出器（））にて検出し、そ
の検出信号Ｖｄを分配器樟）に入力する。検出信号Ｖｄ
はモータの速度が遅い時に小さく、速い時に大きくなる
１分配器（６）はレベル変換器−と、電流制御、％Ｉη
と、位置検出器−と選択ｌＮＦ４と、駆動トランジスタ
ｆｆａ　ｆｆ１−と、電流検出８１１１によって構成さ
れている。

レベル変換器−は、直流電圧源−〇電圧と速度検出器（
７）の出力電圧Ｖｄを比較し、その差に応じた電流を出
力する電流変換器−と、その出力電流に応じた電圧Ｖｌ
ｔｌ−生じるダイオード−と抵抗−の直列回路により構
成されている。第６図に電流変換器−の具体的な構成例
を示す、検出電圧Ｖｄと直流電源−の電圧はそれぞれト
ランジスタ（１１１）と（１１２）のベースに印加され
、その差電圧に応じて定電流源（１１５）の′直流をコ
レクタ側に分・配している。トランジスタ（１１１）（
１１２リコレクタ電流はトランジスタ（１１６）（１１
７）のカレントミラーによって反転・比較され、トフン
＄７　Ｘ　Ｉ　（１１８）およびカレントミラー（トラ
ンジスタ（１２１）（１２２））　ｔ−介して出力され
る。

電流検出器静動はコイＡ／（ｓ）　＋４１　＋Ｉｌｌへ
の電流路に直列に挿入された抵抗−によって構成され、
コイＩｖ（躊ｔ４１　ｔａｉｌへの合成供給電流に応じ
た電圧降下信号を発生する。

レベル変換器−の出力ｖ１と電流検出器−の出力は電流
制御器（財）に入力され、その差に応じた電流を出力す
る。第７図に電流制御器−の具体的な構成例を示ス、ト
ツンジスタ（１３１）のベース側にレベル変換′ａｗの
出力ｖ８を加え、エミッタ側に電流検出語勢０の出力信
号を加えている。）ブンジスタ（１３１）のコレクタ電
流ハベース・エミッタ間の電圧に応じて変化し、カレン
トミラー（トランジスタ（１３２）（１３３））　ｔ−
介して出力される。

電流制御器−の出力電流は選択器ｇ４の差動Ｆフンジス
タ四りＩｎの共通エミッタ電流となる。トランジスタｑ
（へ）σ・ｎの各ペース側には、マグネット（Φの磁束
を感知するホーＡ／素子ヴ（Ｉす１）ｆｆ２の出力電圧
（位置検出器−の出力）が印加され、そのペース電圧差
に応じてトランジスタｆｆａ四面は共通エミッタ直流を
コレクタ側に分配する。トヲンＶスタｑｌｌ鞠ａ７１の
各コレクタ電流は駆動トランジスタｎ四−の各ベース電
流となり、電流増幅されて対応するコイ／Ｌ’　（檜１
４１　（６１に電流が供給される。

コイＶ（萄１４１　＋Ｉ＋への供給電流は電流検出ｌ１
１１にて検出され、電流制御器−に入力される。従って
、゛ｔＬ流制御器−１選択器す４．駆動トランジスタリ
尋四−およびぽ流検出ｍｅｎによって第１の帰還ループ
（電流滞還ループ）が構成され、レペｙ変換器四の出力
Ｖ１　％従って連層検出器（１１の出力Ｖｄに対応した
電流をコイ／’　（Ｉ　＋４１　（Ｉｌに供給するよう
になしている。これにより、駆動トランジスタ四四−の
ｔ流増幅度ｈｙ罵のバフツキの影響を低減し、位置検出
器−の出力に応動する電流路の切換えを円滑にする。な
お、コンデンサーは第１の帰還〜−デの位相補償（発振
防止）のためにとりつけている。

次に、ＩＩｊｊＪ作検出制御器（９１および電圧変換＃
（８）の動作について説明する。動作検出制御器（９）
は定電流源＠υと抵抗−とダイオードーーにより駆動Ｆ
フンジスタ四四−の共通接続点（エミッタ［）から所定
電圧Ｖ、の基準電圧を発生し、その基準電位点に一端（
エミッタ側）を直流的に接続され、一端（ベースａｌｌ
）を駆動トランジスタｆｆ１５１ｍ　ｍの各出力端子（
コレクタ端子）に接続された検出トランジスタ１１１−
一の各出力電流は金、、成されて（コレクタ側が共通接
続されて）、ダイオード−、トランジスター、抵抗＠（
１０１）からなるカレントミラーに入力され反転・増幅
されて出力（電流吸込）される、すなわち、検出トラン
ジスタＷａＳ−は駆動トランジスタｆｆｌ　（ｙｌ　Ｉ
ｌｌの各動作電圧（コレクターエミッタ間電圧）を所定
電圧Ｖｌ−Ｖｏ（ここに、　ＶＤはトランジスタのエミ
ッタ・ペース間Ｏ１１方向電Ｅｌ下）と比較することに
より、通電時の駆動トランジスタｇ８四−の動作電圧が
所定電圧Ｖ、−ＶＤよりも小さくなると検出トヲンジス
ＪＨｅｓｖＩｕコレクタ備に電流を出力する。従って、
駆動トラ７ジスタクー四一のＸＩ！１ｗＬ時の動作電圧
に応じ要電流が動作検出制御器（９１に吸引される。

動作検出制御器（９）の出力電流は電圧変換器（組の抵
抗（１０２）によって電圧に変えられ、三角波発生ｄ　
（ＩＩ）の三角波信号とコンパレータα２によって比較
さｔ′ｌ、その゛電圧に応じたデユティにてトランジス
タＱ：ｌ・七オンーオフ制御する。従って、スイッチン
グトランジスターがオン・オフ制御され、フフイホイー
Ｍダイオ、７ド２眠インダクタンス素子＠１、コンデン
サーによって平滑され、電圧変換器（８）の出力電圧ｖ
Ｍは動作検出制御器（１？）の出力に応じた値となる。

なお、スイッチングトランジスターのオン時のベース電
流は抵抗−を介する電流ｉ１と電圧変換器（８）の出力
電圧ＶＭに応じた電流過言実際には、Ｖｍ−Ｖｄに応じ
た電流１◇の和を反転増幅したものとなり、電圧変換器
（８１の出カ電ＥｖＭよりコイｐｖ　（３）　＋４１（
６）に電流が供給される。

従って、動作検出制御器（９）、電圧変換語１８１およ
びコイ／’　（３）　１４１　（ｆｕによって第２の帰
還ループが構成され、駆動トランジスタフ１（７１−の
通電時□の動作電圧が能動領域内の所定の小さな値（Ｉ
Ｖ−２ｍ度）となるように電圧変換器（８）の出方電圧
ＶＭを制御する。

これについて説明すれば、速度検出器（７）の出力Ｖｄ
が少し小さくなると１分配器（６）のレベル父換器−の
出力ｖ＊ｔｒｓ大きくなり、第１の帰還ｙ−プの動作に
よってコイルへの供給電流が大きくなる。いま、駆動ト
ランジスタυ均が選択され、コイ／Ｉ／（鯵に電流を供
給している場合を考える。コイル（鴇への供給電流の増
大はその電圧降下を大きくシ、駆動トランジスター均の
動作電圧を小さくする。Ｕ作電圧の減小は動作検出制御
器１釦の検出トランジスターの出力電流を増加し、トラ
ンジスターのコレクタ損失を大きくする。これは電圧変
換器（８）の抵抗（１０２）の電圧降下を大きくし、Ｆ
フンジスタ９３のオンとなるデユティを小さくシ、スイ
ッチングトランジスタいのオンとなるデユティ（オン時
間比率）ｔ″大きくする。その結果、電圧変換器（８）
の出力電圧ｖＭは大きくなり、駆動トランジスタ四の動
作電圧は大きくなる（第１の帰還〃−デによりコイル（
■への供給電流扛一定であり、その電圧降下４ＶＭによ
って変化しない）、その結果、コイＶへの供給電流にか
かわらず、駆動トランジスタ（Ｆｌ四輪の＝ｉｔ時の動
作電圧は能動領域内の所定の小さな値に制御されている
。

従って、駆動トランジスタ四囲−によりコイ〜（３）　
１４１　ｆｉ＋への電流は微細に精度良く制御できると
共に、そのコレクタ損失も小さくされている。また。

電圧変換器（８）のスイッチングｔフンシスターのオン
時のベース電流は定速回転時に小さくされ、ベース電流
損失も軽減されている。

なお、前述の実施例では、３相のコイ〜を使用したｆｌ
を示したが１本発明はそのよ・うな′場合に限らず、一
般に、複数相のコイＩｖｔ−有する直流モータを構成で
きる。また、速度検出器（７）１分配器（６）等は周知
の各種の構成が採用できる。さらに１回転型の直流モー
タに限らず、モータ可動部が直進移動する直進型の直流
モータも構成できる。その他１本発明の主旨を変えずし
て種々の髪形が可能である。

以上の説明から明らかなように、本発明の直流モータは
電力効率の良い構成にすることができる。

従って、本発明にもとづいて、乾電池を電源とする音響
・映像機器用の直流モータを構成するならば消費゛電力
の小さい電池寿命の長い機器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を表わす電気回路図。第２図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ本発明
の他の実施例を表わす電気回路図、第６図は電流変換器
の具体的な構成例図、第７図は電流制御器の具体的な摘
成例図である。（１）・・・直流１［□％（乃・・・マグネット、（２
）＋４＋　Ｉｌｌ・・・コイＶ、１ｌｉｉ・・・分配器
、（７）・・・速度検出器、（８）・・・電圧変換器、
（９）・・・動作検出制御器、　（Ｉｌｌ・−・三角波
発生器、（１２１・・・コンパレータ、（財）四・・・
位置検出器％−−−ケ場四輪・・・鳴動トランジスタ、
１４６り４・・・選択器、−・・・電流供給器、四・・
・レベル変換器、１慟・・・電流変換器、−・・・電流
制御器、四ヶ１　ｇ２−・・ホーＶ素子、−−−・・・
検出トランジスタ代理人　　　森　　本　　義　　弘

Claims

【特許請求の範囲】

Ｌ　界磁手段と、複数相のコイルと、前記コイμへの電
流路を切換え制御する分配手段と、前記コイルと直流電
源との間に挿入され、前記直流電源より可変出力の直流
電圧を得るスイッチング方式の電圧変換器とを具備し、
前記電圧変換器線オン・オフ動作するスイッチングトラ
ンジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジ
スタのオン時のベース電流をＭｉＪ記電圧電圧変換器力
電圧に応動して変化させることを特徴とする直流モータ
。